战至下午日军没能取得更大的进展双方仍处于胶着状态。
此时战场上突然传来了最高统帅于2日午夜签给新2o军全体官兵的一份热情洋溢的电报。
最高统帅此时给新2o军来电报自是别有一番深意。12月25日日军攻占了香港；1月2日日军又攻陷了菲律宾的都马尼拉。驻守香港、马尼拉的英、美军队在日军的进攻面前节节败退不堪一击一触即溃；相比之下第9战区的军队却顶住了日军的进攻已近半月特别是在1日和2日这两天的长沙保卫战中新2o军官兵死守阵地、敢打硬拼的那种视死如归的精神更是令最高统帅感到欣慰、自豪与振奋。因此在得知马尼拉陷落的同时他便马上给正在极端困难的情况下血战几十个小时死守长沙城的新2o军了一份长长的专电。电文如下：
长沙薛长官、刘军长建业、邱师长行香、段师长金锁、毛师长邦柱、方师长先觉并转全体官兵均鉴：
我新编2o军全体官兵两日来坚守阵地奋勇歼敌致堪嘉慰。此次长沙会战之成败全视我新编2o军之能否长期固守长沙以待友军围歼敌人此种光荣重大任务全**民均瞩目于我新编2o军之能否完成亦即我新编2o军全体官兵成功成仁之良机。敌人悬军深入后方断绝同时我主力正向敌人四面围击我新编2o军如能抱定与长沙共存亡之决心必能摧破强敌获得无上光荣。望激励所分部完成使命无负本委员长及国人所期为要。
最高统帅的这份电文在新编2o军中一级一级地向下传达后它对于两天来因连续作战而伤亡惨重、筋疲力尽、几乎已经到了崩溃边缘的士兵们来说无疑是一个巨大的鼓舞。当这些普通而平凡的士兵们突然听到自己的行为已经受到最高统帅和全**民的注意与重视时他们就好像一下子看到了自己生活的意义与自身的价值。各个阵地的据点、战壕里顿时群情鼎沸一片欢呼一度低沉的士气重新又高涨起来。而从这种振奋中所焕出的精神力量是难以估量的。就象有一句话说得那样老兵永远不死他们只会慢慢消失。士兵们并不害怕在战场上流血牺牲他们只是害怕自己的血战得不到人们的理解和重视这会让他们的心理产生巨大的失落。这种失落感往往比死亡的威胁更加打击官兵们的士气。
据日方记载当天第3师团的战斗情况是：进攻长沙东门的石井部队仍在城墙附近与守军进行肉搏战“但由于弹药极端缺乏有的士兵在和重庆兵拼刺刀中战死”。进攻南门的野部队于早晨6时3o分占领南门外的东瓜山阵地但大队长横田庄三郎被击毙而且“重庆军凭据附近一带的无数掩蔽工事进行顽强抵抗毫无退却的征兆兵力愈加增多事先已经储备好的大批弹药挥了作用反复逆袭达数十次”；“横田大队的左侧面已暴露在岳麓山的重炮阵地之下。从正面又受到了优势兵力的反攻终日在反复地死斗中。正在第一线联络的联队副官神野一郎大尉战死第5中队全体干部负伤。此时弹药已经全部用尽”。
第6师团的战斗情况是：“3日拂晓各部队进入长沙城东北侧一齐开始攻击。特别是步兵第23联队第12中队急袭了长沙城北侧阵地在13时左右很快地挺进到湘江畔。另外第2大队占领了长沙城外的阵地。重庆军从湘江对岸的岳麓山以重炮(15榴)应战猛烈轰击。下午各部队虽继续在城墙外围竭力攻击但战斗陷入胶着由于重炮（15榴）的集中轰击我方不断伤亡。”
下午15时丰岛房太郎师团长给阿南惟畿写了一份战况报告：“敌有四道防线在街道上设有碉堡同时又凭据房屋防御极为顽强。目前在师团右翼方面已展开巷战不久可以取得战果。”
此时的丰岛房太郎师团长仍在做着攻占长沙的美梦。
殊不知此时第9战区的大军正迅向长沙外围合拢。至傍晚时分第4、第79、第78、第26、第37、第2o、第58军等已全部进入第一次攻击到达线。至此第9战区就形成了以3个军(第1o、第73、新2o军)固守长沙、岳麓山4个军(第26、第79、第4、第74)分别进占长沙以南、以东的金盆岭、朗梨市一带5个军(第2o、第58、第37、第99、第73)分布于汨水、捞刀河之间地区控制着日军退却路线这样一种从东南、东北、西面及北面对日军的包围圈。
薛长官见围攻日军的态势已经形成于是通令各部限于1月4日晚全部进入第二次攻击到达线。
4日拂晓日军起全线进攻动用空军助战。中国守军全靠炮兵密切配合官兵沉着迎战等到日军进入火网才用机步枪猛射随后投掷集束手榴弹炮火也不停止打死打伤大量的日军日军后续部队也被炮火封锁很难前进。
驻扎在岳麓山的炮兵只要步兵有要求不出一分钟就可射出炮弹准确性极高。天空中甚至出现一个奇迹：日机空投的一只给养箱被守军火炮击中！这场景鼓舞了中国官兵的斗志他们拼杀更为勇猛。日军的炮弹似乎已经用完炮兵不再回击。丰岛下令肉搏日军冒着刺骨严寒赤背袒胸向前猛冲。但是血肉之躯怎能挡住猛烈的火力！频繁的炮射呼啸声和爆炸声使日军心惊胆战武士道精神大打折扣。这一场残酷的搏斗日军伤亡不下一千人。下午日军的冲击变得软弱无力从望远镜里可以看到日军后方人员忽前忽后一片慌乱他们的情况必定生了变化。
原来丰岛和神田指望青木成一的第4o师团能够快开到长沙增援可是青木师团的先头部队进抵金井时被中国守军的外围部队从东、西、北三方合围无法突出。等到增援部队赶来四百名日军只剩下二十名几乎是全军覆灭大队长和两名中队长都被击毙。
日军池之上旅团更是没有消息。丰岛和神田两位师团长已经到了山穷水尽的地步。围攻长沙城的部队粮弹将尽死伤惨重攻势屡遭顿挫且处于被中**队包围状态下部队的士气已经低落无心再战处境危殆。
到了晚上前方的枪声由紧密而稀疏最后沉寂。半夜新2o军指挥部收到长官部的通报：“第四军、第七十九军、第七十八军、第二十六军、第三十七军、第二十军和第五十八军已经到达指定位置开始行动日军后路已断。”
这样的局面阿南惟畿在其军伍生涯中还是第一次面对。他不甘心但他不得不布撤退的命令。当然为了给自己的被迫撤退掩饰一下多少保留一些颜面他在撤退命令里写道：“我军将敌军牵制在长沙方面已达到策应华南我第23军之目的并且扫荡了长沙市内大部地区。我军自今停止扫荡长沙于1月4日夜开始反转应击溃残敌先向汨水一线前进。”